Question

在直三棱柱中,AA₁=AB=BC=3,AC=2,D是AC的中點(diǎn).

(1)求證:B₁C∥平面A₁BD；
(2)求平面A₁DB與平面DBB₁夾角的余弦值.

Answer 1

（1）詳見(jiàn)解析；（2）平面A₁DB與平面DBB₁夾角的余弦值為．

試題分析：（1）求證:平面；利用線面平行的判定定理，證明線面平行，即證線線平行，可利用三角形的中位線，或平行四邊形的對(duì)邊平行，本題由于是的中點(diǎn)，可連接交與點(diǎn)，連接，利用三角形中位線的性質(zhì)，證明線線平行即可；（2）求平面與平面夾角的余弦值，取中點(diǎn)，則平面，則兩兩垂直，以分別為軸建立空間直角坐標(biāo)系，寫(xiě)出各點(diǎn)的坐標(biāo)，求出平面的法向量、平面的法向量，利用向量的夾角公式，即可求解．
試題解析：(1)連接AB₁交A₁B與點(diǎn)E，連接DE，則B₁C∥DE，則B₁C∥平面A₁BD4分
(2)取A₁C₁中點(diǎn)F,D為AC中點(diǎn),則DF⊥平面ABC,
又AB=BC,∴BD⊥AC,∴DF、DC、DB兩兩垂直,
建立如圖所示空間直線坐標(biāo)系D-xyz,則D(0,0,0), B(0,,0),A₁(-1,0,3)

設(shè)平面A₁BD的一個(gè)法向量為,


取，則，     8分
設(shè)平面A₁DB與平面DBB₁夾角的夾角為θ，平面DBB₁的一個(gè)法向量為，         10分
則
∴平面A₁DB與平面DBB₁夾角的余弦值為．    12分